一种机器人自适应变阻抗电驱动系统及控制方法、装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种机器人自适应变阻抗电驱动系统及控制方法、装置，包括：获取包括电机电流或驱动关节力矩、转速及位置信号在内的电驱动系统传感器信号；根据机器人运动作业场景，自适应设置刚度参数；根据驱动关节转速和力矩计算电驱动系统关节阻尼参数，根据刚度参数和关节阻尼参数确定电驱动系统关节需求力矩，以此基于力内环的阻抗控制方式对机器人驱动关节进行闭环自适应控制。本发明专利技术机器人驱动系统无需增加额外弹性和阻尼等机械元件，直接通过主动控制的方法在线实时改变机器人驱动系统的刚度与阻尼使机器人达到更智能柔顺的目的，有利于提高机器人与环境的交互能力特别是足式机器人运动缓冲减震能力。是足式机器人运动缓冲减震能力。是足式机器人运动缓冲减震能力。

【技术实现步骤摘要】
一种机器人自适应变阻抗电驱动系统及控制方法、装置


[0001]本专利技术属于机器人电驱动控制
，具体涉及一种机器人自适应变阻抗电驱动系统及控制方法、装置。

技术介绍

[0002]机器人广泛应用于工业、服务等应用领域。对于协作与足式机器人，协作机器人在作业任务时需要与人和环境大量交互，足式机器人在运动过程中需要具备更高的环境适应性。传统的位置控制方式已不能满足机器人与人或环境交互能力，机器人需要具备一定的柔顺性能。基于阻抗控制的电驱动系统使机器人能够具备一定的柔顺性能，但驱动系统刚度与阻尼控制参数往往是恒定的。为使机器人在变化的环境中具备更智能的柔顺性能，需要对机器人进行自适应变阻抗控制。
[0003]机器人柔顺性能通常可以通过被动柔顺和主动柔顺控制实现。被动柔顺方式通过设计额外的机械结构使机器人具备一定的柔顺性能，但会使机器人驱动系统体积增大并且不能实现较大范围的刚度阻尼调节。主动柔顺控制可以通过控制机器人位置、速度及力三者运动关系来实现机器人的柔顺性能，其通过设定机器人的等效刚度与阻尼控制参数来实现。但单一的刚度与阻尼控制参数并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机器人自适应变阻抗电驱动系统的控制方法，其特征在于，所述方法具体包括：获取包括电机电流或驱动关节力矩、转速及位置信号在内的电驱动系统传感器信号；根据机器人运动作业场景，自适应设置刚度参数；根据驱动关节转速和力矩计算电驱动系统关节阻尼参数，根据刚度参数和关节阻尼参数确定电驱动系统关节需求力矩，以此基于力内环的阻抗控制方式对机器人驱动关节进行闭环自适应控制。2.根据权利要求1所述的机器人自适应变阻抗电驱动系统的控制方法，其特征在于，自适应设置刚度参数包括：刚度参数包括三个参数区间，公式如下：式中，K为设定的刚度参数，K
c
为刚度参数常量设定值，α为第一刚度参数调节系数，β为第二刚度参数调节系数，h1为第一刚度参数调节系数的下限值，h2为第二刚度参数调节系数的上限值。3.根据权利要求1所述的机器人自适应变阻抗电驱动系统的控制方法，其特征在于，根据驱动关节转速和力矩计算电驱动系统关节阻尼参数包括：初始设定一阻尼常量，计算自适应阻尼增量，将初始设定的阻尼常量与自适应阻尼增量叠加得到实时计算的电驱动系统关节阻尼参数。4.根据权利要求3所述的机器人自适应变阻抗电驱动系统的控制方法，其特征在于，自适应阻尼增量为驱动关节力矩的微分量与权重系数的乘积。5.根据权利要求1所述的机器人自适应变阻抗电驱动系统的控制方法，其特征在于，根据计算的刚度参数和关节阻尼参数确定电驱动系统关节需求力矩的公式如下：其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟刚，朱世强，谢安桓，孔令雨，华强，姚运昌，程超，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：